【摘 要】
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高速高精数控技术是装备制造业的关键技术,对制造业整体水平的提升起着至关重要的作用。在数控加工中,加工零件的复杂型面广泛将用连续微小线段描述。针对连续微小线段加工路
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高速高精数控技术是装备制造业的关键技术,对制造业整体水平的提升起着至关重要的作用。在数控加工中,加工零件的复杂型面广泛将用连续微小线段描述。针对连续微小线段加工路径几何不连续,引起加工过程中机床进给速度、加速度突变的问题,本文在现有技术的基础上,围绕加减速控制算法、微小线段间的平滑过渡算法以及速度前瞻控制展开研究。论文首先研究了几种常见的加减速控制算法(直线加减速控制算法、指数加减速控制算法、三角函数加减速控制算法、三次多项式加减速控制算法以及S型加减速控制算法)的原理及函数表达式,并比较了它们的优缺点,讨论了如何根据需求选择合适的加减速控制算法。其次,研究了直接过渡算法、线段过渡算法、圆弧过渡算法以及三次Bezier曲线过渡算法实现原理。针对这几种过渡算法存在的缺点,提出轴速度调节过渡算法,在各轴的速度、加速度以及加加速度限制在系统约束范围内,实现微小线段间的高速平滑过渡。继而,为了得到全局最优转接速度,实现速度整体的优化,提出一种自适应速度前瞻控制算法,采用非固定前瞻段数的形式,确保面对复杂多变的加工路径时具有更好的适应性。通过前后修正调整转接速度,保证了每个加工线段两端进给速度的可达性。最后,对提出的轴速度调节过渡算法和自适应前瞻控制算法通过仿真及实验验证,结果表明,本文提出的算法能够在满足轴运动约束下实现微小线段间的平滑过渡,保证进给速度、加速度连续变化,达到平稳高速加工的目的。
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